[发明专利]一种污水除磷的生物质炭材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种污水除磷的生物质炭材料的制备方法，包括将生物质炭原料收集在太阳底下晒干，然后将其浸泡在氢氧化钠水溶液中6～8h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，在80～95℃下加热干燥，粉碎成粒径为4～6mm颗粒，备用；将镧盐加入到蒸馏水中，超声溶解，然后将步骤S1中的颗粒加入到该溶液中，搅拌3～6h后将其移至高压反应釜中，在120～130℃下高压反应2～3h，冷却，过滤，放置在管式炉中，在含量比为90％：10％的氮气和氢气混合气体氛围下，在600～750℃下煅烧2～4h，得到生物质炭前体；将生物质炭前体加入到蒸馏水中，然后加入多巴胺，搅拌过程中加入Tris‑HCl缓冲液，搅拌6～10h，然后加入镧盐继续搅拌4～6h，过滤，在70～75℃下干燥3～5h，得到所述生物质炭。

技术领域

本发明属于生物质材料技术领域，具体涉及一种污水除磷的生物质炭材料的制备方法。

背景技术

近一些年来，随着人民生活质量的不断提高，自然环境却变得越来越差，我国大多水域包括水库、湖泊、沿海水体等都爆发了大规模的水华和赤潮，导致水体溶解氧含量下降、水质恶化，进而破坏水体生态平衡，造成水体富营养化的原因就是大量的含磷废水未经处理或者处理不完全直接排放至水体中，使水体中磷含量远远超出排放标准，导致水体富营养化经常发生，威胁饮用水安全。除磷的方法包括吸附法、化学法和生物法，其中吸附法因具有高效快速、操作简单、经济等优势而被运用较广，而吸附剂有粉煤灰、沸石、活性氧化铝等，但它们的吸附性能一般。

生物炭材料是生物质在厌氧或缺氧条件下高温热解而成的富碳固体，具有巨大的比表面积、丰富的孔隙结构及大量的官能团。生物质原材料和制备条件如最高热解温度、升温速率和生物质粒径等因素影响生物炭的产率和理化特征进而影响生物炭材料对磷的吸附性能。现有技术中生物质炭材料作为吸附剂往往存在表面官能团不丰富，而且对吸附质吸附不具备专一性，吸附性能一般的缺陷。

发明内容

针对现有技术中，生物质炭材料作为吸附剂往往存在表面官能团不丰富对吸附质水体中的磷吸附不具备专一性，而且吸附性能一般的缺陷，本发明的目的是提供一种污水除磷的生物质炭材料的制备方法，其制备方法包括以下步骤：

S1：将生物质炭原料收集在太阳底下晒干，然后将其浸泡在氢氧化钠水溶液中6～8h，过滤，用蒸馏水洗涤至中性，在80～95℃下加热干燥，粉碎成粒径为4～6mm颗粒，备用。

S2：将镧盐加入到蒸馏水中，超声溶解，然后将步骤S1中的颗粒加入到该溶液中，搅拌3～6h后将其移至高压反应釜中，在120～130℃下高压反应2～3h，冷却，过滤，放置在管式炉中，在含量比为90％：10％的氮气和氢气混合气体氛围下，在600～750℃下煅烧2～4h，得到生物质炭前体。

S3：将生物质炭前体加入到蒸馏水中，然后加入多巴胺，搅拌过程中加入Tris-HCl缓冲液，搅拌6～10h，然后加入镧盐继续搅拌4～6h，过滤，在70～75℃下干燥3～5h，得到所述生物质炭材料。

作为优选方案，上述所述的生物质炭原料选自芦苇秸秆、水稻秸秆、海带、水稻稻壳、金鱼藻或荷花茎秆中的任意一种。

作为优选方案，上述所述的氢氧化钠水溶液摩尔浓度为5～8mol/L。

作为优选方案，上述所述的镧盐为硝酸镧、氯化镧或硫酸镧中的任意一种。

与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：